JP2014206256A - Automatic transmission of automatic transmission gearbox for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はドグクラッチを用いた車両用自動変速機の自動変速装置に関する。 The present invention relates to an automatic transmission for a vehicle automatic transmission using a dog clutch.
従来、制御装置(ECU)によって駆動モータを作動させ、自動変速機のギヤ段を自動で切替える自動変速装置がある。例えば、下記に示す特許文献1が開示する技術では、ギヤ段変速時には、ECUが、自動変速装置の駆動モータを作動させ、駆動モータに連結され入力軸に回転連結されるスリーブを入力軸の軸線方向に所定の押し付け荷重で移動させる。そして、スリーブが有する凸側ダボを、入力軸に遊転可能に支承されるギヤが有する、隣り合う凹側ダボの間に係合させてスリーブとギヤとを一体回転可能とする。これにより、ギヤと回転連結される出力軸に回転駆動力が伝達される。このとき、スリーブとギヤとを回転連結する際には、シンクロナイザ機構を使用していない。このため、スリーブとギヤとは、常時、良好に係合するとは限らない。つまり、スリーブの凸側ダボが、ギヤの隣り合う凹側ダボの間に係合されず、凸側ダボの先端面が凹側ダボの端面に当接し、スリーブとギヤとが相対滑りを生じながら、または同期して回転する虞がある。その対策として、特許文献1には、駆動モータを作動させた後、スリーブの作動ストロークを検出していることが記載されている。このとき、検出した作動ストロークが、スリーブが完全にギヤに係合したときのあるべきストロークと一致していないときには、スリーブとギヤとは係合していないと判定し、再突入制御(リトライ制御)を行なうようにしている。再突入制御とは、駆動モータによるスリーブの移動トルクを一時的に減じ、スリーブとギヤとの間に相対回転を生じさせ、その後、再度所定の押し付けトルクを加えて凹側ダボ間への再突入を試みる制御である。これによって、凸側ダボを隣り合う凹側ダボ間へ突入させ、スリーブとギヤとを係合させ一体回転させることができると記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an automatic transmission that operates a drive motor by a control unit (ECU) and automatically switches the gear stage of the automatic transmission. For example, in the technique disclosed in Patent Document 1 shown below, at the time of gear shifting, the ECU operates the drive motor of the automatic transmission, and the sleeve connected to the drive motor and connected to the input shaft is connected to the axis of the input shaft. Move in the direction with a predetermined pressing load. Then, the convex dowels of the sleeve are engaged between the adjacent concave dowels of the gear that is rotatably supported by the input shaft so that the sleeve and the gear can be rotated together. Thus, the rotational driving force is transmitted to the output shaft that is rotationally connected to the gear. At this time, the synchronizer mechanism is not used to rotationally connect the sleeve and the gear. For this reason, the sleeve and the gear do not always engage well. That is, the convex dowel of the sleeve is not engaged between the adjacent concave dowels of the gear, the tip surface of the convex dowel contacts the end surface of the concave dowel, and the sleeve and the gear are caused to slip relative to each other. Or, there is a risk of rotating in synchronization. As a countermeasure, Patent Document 1 describes that the operating stroke of the sleeve is detected after the drive motor is operated. At this time, if the detected operating stroke does not coincide with the stroke that should be when the sleeve is completely engaged with the gear, it is determined that the sleeve and the gear are not engaged, and re-entry control (retry control) ). In re-entry control, the movement torque of the sleeve by the drive motor is temporarily reduced to cause relative rotation between the sleeve and the gear, and then a predetermined pressing torque is applied again to re-enter between the concave dowels. It is control that tries. According to this, it is described that the convex dowels can be inserted between adjacent concave dowels, and the sleeve and the gear can be engaged and rotated together.
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、スリーブの凸側ダボの端面がギヤの凹側ダボの端面に衝突して弾かれ、スリーブがギヤから離間してしまうような場合には効果がない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 is ineffective when the end surface of the convex dowel of the sleeve is hit by the end surface of the concave dowel of the gear and is thus repelled from the gear. .
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、スリーブがギヤ側に向かって付勢されギヤに衝突し弾かれた場合においても、効率よく短時間でスリーブとギヤとの係合を実現するドグクラッチを用いた自動変速装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the sleeve is urged toward the gear side and collides with the gear and is bounced, the sleeve and the gear are efficiently engaged in a short time. It is an object of the present invention to provide an automatic transmission using a dog clutch.
上記課題を解決するため、請求項1に係る自動変速機の自動変速装置は、自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸承された回転軸と、前記回転軸に遊転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリングと、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定され、外周面にハブスプラインが形成されたクラッチハブと、高歯の歯丈が、残りの低歯の歯丈より高くなるよう内周面にスプラインが形成され、当該スプラインが前記クラッチハブのハブスプラインと前記軸線方向に移動可能に噛合されたスリーブと、リニアアクチュエータの作動によって前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置と、前記スリーブの移動量を検出するストロークセンサと、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成された前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部と、前記スリーブおよびドグクラッチ部の回転数を検出する各回転数センサと、前記軸動装置を作動させ前記スプラインと前記ドグクラッチ部との係脱を制御する制御部と、を備え、前記ドグクラッチ部は、前記高歯と対応する位置で、第一端面から後端面まで延在して形成され外径が前記高歯の内径より大きく前記低歯の内径より小さい前記高歯と当接可能なクラッチ前歯と、前記第一端面と前記後端面との間に配置された第二端面から前記後端面まで延在して形成され前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯と、を有し、前記制御部は、前記軸動装置が、前記スリーブを前進荷重で前記ドグクラッチ部側へ付勢したとき、前記高歯の前記ドグクラッチ部側端面と前記クラッチ前歯の前記第一端面とが衝突し前記スリーブが前記ドグクラッチ部側とは反対方向に反転移動したことを検出する反転判定部と、前記前進荷重によって前記スリーブが再度、前記ドグクラッチ部側への移動を開始する再移動開始位置を検出する再移動開始位置検出部と、前記再移動開始位置,前記ドグクラッチ部および前記スリーブの前記各回転数,および前記スリーブと前記ドグクラッチ部との周方向における相対位置に応じて、前記スリーブの高歯が、前記衝突したクラッチ前歯と、当該クラッチ前歯と周方向で隣接する隣接クラッチ前歯との間に突入可能な進入荷重を演算する進入荷重演算部と、前記進入荷重によって前記スリーブを付勢し、前記クラッチ前歯と前記隣接クラッチ前歯との間に前記高歯を突入させたのち、係合荷重によって前記スプラインの歯溝と前記クラッチ後歯とを噛合させる係合制御部と、を備える。
これにより、前進荷重で付勢されるスリーブの高歯が、クラッチ前歯の第一端面と衝突して弾かれクラッチ前歯から離間しても、引き続き付与される前進荷重によってドグクラッチ部側に向かって反転する。その後、反転したときの再移動開始位置,ドグクラッチ部およびスリーブの各回転数等に応じて演算した進入荷重によってスリーブを付勢することにより、高歯を衝突したクラッチ前歯と隣接クラッチ前歯との間に突入させ、スプラインの歯溝とクラッチ後歯とを噛合させることができる。
In order to solve the above-described problem, an automatic transmission apparatus for an automatic transmission according to claim 1 is a rotary shaft that is rotatably connected to one of an input shaft and an output shaft of the automatic transmission and is rotatably supported by the rotary shaft. A clutch ring that is rotatably connected to the other of the input shaft and the output shaft, a clutch hub that is fixed to the rotary shaft adjacent to the clutch ring and has a hub spline formed on an outer peripheral surface, and a high-tooth A spline is formed on the inner peripheral surface so that the tooth height is higher than that of the remaining low teeth, and the spline is meshed with the hub spline of the clutch hub so as to be movable in the axial direction, and a linear actuator. An axial movement device that moves the sleeve in the axial direction by operation, a stroke sensor that detects a movement amount of the sleeve, and the sleeve of the clutch ring A dog clutch portion that protrudes from the sleeve and engages and disengages with the spline formed on the sleeve according to the axial movement of the sleeve, and each rotation speed sensor that detects the rotation speed of the sleeve and the dog clutch portion; And a controller that controls the engagement and disengagement of the spline and the dog clutch portion by operating an axial movement device, and the dog clutch portion extends from the first end surface to the rear end surface at a position corresponding to the high teeth. A clutch front tooth which is formed in this way and has an outer diameter larger than an inner diameter of the high tooth and smaller than an inner diameter of the low tooth, and a second end face disposed between the first end face and the rear end face And a clutch rear tooth that extends from the rear end surface to the rear end surface and can mesh with a tooth groove of the spline, and the control unit is configured such that the axial movement device causes the sleeve to move forward with the dog clutch. Reversal detecting when the dog clutch portion side end surface of the high tooth collides with the first end surface of the clutch front tooth and the sleeve is reversed and moved in a direction opposite to the dog clutch portion side when urged to the portion side A determination unit; a re-movement start position detection unit that detects a re-movement start position at which the sleeve again starts moving toward the dog clutch unit by the forward load; and the re-movement start position, the dog clutch unit, and the sleeve Depending on the respective rotational speeds and the relative positions of the sleeve and the dog clutch portion in the circumferential direction, the high teeth of the sleeve are the collision clutch front teeth and the adjacent clutch front teeth adjacent to the clutch front teeth in the circumferential direction. An ingress load calculating unit that calculates an ingress load that can be entered between, and urging the sleeve by the ingress load, before the clutch And an engagement control unit that engages the tooth groove of the spline with the rear teeth of the clutch by an engagement load after the high teeth are inserted between the teeth and the front teeth of the adjacent clutch.
As a result, even if the high tooth of the sleeve biased by the forward load collides with the first end surface of the clutch front tooth and is bounced away from the clutch front tooth, it is reversed toward the dog clutch portion side by the forward load applied continuously. To do. After that, by energizing the sleeve with the ingress load calculated according to the re-starting position at the time of reverse rotation, each rotation speed of the dog clutch part and the sleeve, the clutch front teeth colliding with the high teeth and the adjacent clutch front teeth The spline tooth groove and the clutch rear tooth can be engaged with each other.
請求項2に係る請求項1に記載の自動変速機の自動変速装置において、前記進入荷重は、前記スリーブの高歯の前記ドグクラッチ部側端面が、前記隣接クラッチ前歯の円周方向手前で隣接する前記クラッチ後歯の前記第二端面と直接当接可能なように演算される。
これにより、スリーブの高歯は、隣接クラッチ前歯の円周方向手前で隣接クラッチ前歯と隣接するクラッチ後歯と短時間で当接した後、スリーブとドグクラッチ部との回転数差によって第二端面上を周方向に滑り、迅速に隣接クラッチ前歯と当接できる。その後、スリーブとドグクラッチ部とが同期された後、スリーブが前進することによって、スリーブとドグクラッチ部との係合完了を短時間で実現できる。
2. The automatic transmission for an automatic transmission according to claim 1, wherein the approach load is such that the end surface on the side of the dog clutch portion of the high tooth of the sleeve is adjacent to the front of the adjacent clutch front tooth in the circumferential direction. Calculation is performed so as to be able to directly contact the second end face of the clutch rear teeth.
As a result, the high teeth of the sleeve come into contact with the clutch rear teeth adjacent to the adjacent clutch front teeth in a short time in the circumferential direction before the adjacent clutch front teeth, and then on the second end surface due to the rotational speed difference between the sleeve and the dog clutch portion. Can be brought into contact with the front teeth of the adjacent clutch quickly. Thereafter, after the sleeve and the dog clutch portion are synchronized, the sleeve advances, so that the engagement between the sleeve and the dog clutch portion can be completed in a short time.
請求項3に係る請求項1または2に記載の自動変速機の自動変速装置は、前記反転判定部によって前記反転移動が検出されたとき、前記前進荷重を設定された増速荷重に変更し増加させる増速荷重付与部を備える。
これにより、前進荷重で付勢されるスリーブの高歯が、クラッチ前歯の第一端面と衝突して弾かれクラッチ前歯から離間しても、前進荷重より大きな増速荷重によってドグクラッチ部側に向かって短時間で反転することができ、スリーブとドグクラッチ部との係合完了までの時間の短縮化を図ることができる。
The automatic transmission apparatus for an automatic transmission according to claim 1 or 2 according to claim 3, wherein when the reverse movement is detected by the reverse determination unit, the forward load is changed to a set acceleration load and increased. An accelerating load applying unit is provided.
As a result, even if the high teeth of the sleeve urged by the forward load collide with the first end surface of the clutch front teeth and are bounced away from the clutch front teeth, the high speed load larger than the forward load will move toward the dog clutch part side. The rotation can be reversed in a short time, and the time until the engagement between the sleeve and the dog clutch portion is completed can be shortened.
請求項4に係る請求項1乃至3のいずれか1項に記載の自動変速機の自動変速装置において、前記リニアアクチュエータはリニアモータである。
このように、高速での作動が可能なリニアモータを軸動装置に採用するので、スリーブの高歯がクラッチ前歯に衝突し弾かれた後に、衝突したクラッチ前歯と隣接クラッチ前歯との間に、高歯を短時間で押し入れる必要がある本発明を実現させるのに適している。
4. The automatic transmission for an automatic transmission according to claim 1, wherein the linear actuator is a linear motor.
In this way, since the linear motor capable of operating at high speed is adopted for the shaft drive device, after the high teeth of the sleeve collide with the front teeth of the clutch and are bounced, between the collided clutch front teeth and the adjacent clutch front teeth, It is suitable for realizing the present invention in which high teeth need to be pushed in in a short time.
以下、本発明に係る、ドグクラッチを備えた自動変速装置を有する自動変速機を車両に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、その車両の構成を示す概要図である。車両Mは、図1に示すように、エンジン11、クラッチ12、自動変速機13、ディファレンシャル装置14、駆動輪(左右前輪)Wfl,Wfrを含んで構成されている。エンジン11は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるものである。エンジン11の駆動力は、クラッチ12、自動変速機13、およびディファレンシャル装置14を介して駆動輪Wfl,Wfrに伝達されるように構成されている。このように、車両Mは、いわゆるFF車両である。なお、FF車両は一例であって、これに限るものではない。例えば、後輪駆動車(FR車両)でもよいし、4輪駆動車でもよい。
Hereinafter, an embodiment in which an automatic transmission having an automatic transmission equipped with a dog clutch according to the present invention is applied to a vehicle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the vehicle. As shown in FIG. 1, the vehicle M includes an
クラッチ12は、制御部33の指令に応じて自動で断接されるように構成されている。図2に示すように、自動変速機13は、ドグクラッチの機構を備えた自動変速装置10を組み込んで、例えば前進5段、後進1段を自動的に選択するものである。ただし、図2では、代表として前進2段分の変速段のみを記載してある。ディファレンシャル装置14は、ファイナルギヤおよびディファレンシャルギヤの両方を含んで構成されており、自動変速機13と一体的に形成されている(詳細は図示しない)。
The
自動変速機13は、図2に示すように、ケーシング21、入力シャフト22、出力シャフト28および自動変速装置10を含んで構成されている。また、本実施形態においては、入力シャフト22は本発明に係る回転軸でもある。
As shown in FIG. 2, the
ケーシング21は、ほぼ有底円筒状に形成された本体21a、本体21aの底壁である第1壁21b、および本体21a内を左右方向に区画する第2壁21cを含んで構成されている。
The
入力シャフト22は、ケーシング21に回転自在に支承されている。すなわち、入力シャフト22の一端(図2における左端)が軸受21b1を介して第1壁21bに軸承され、入力シャフト22の他端(図2における右端)側が軸受21c1を介して第2壁21cに軸承されている。入力シャフト22の他端は、クラッチ12を介してエンジン11の図略の出力軸に回転連結されている。よって、エンジン11の出力はクラッチ12が接続されているときに入力シャフト22に入力される。また、クラッチ12が遮断されると、入力シャフト22はフリー回転可能な状態となる。
The
出力シャフト28は、ケーシング21に回転自在に支承されている。すなわち、出力シャフト28の一端(図2における左端)が軸受21b2を介して第1壁21bに軸承され、出力シャフト28の他端(図2における右端)が軸受21c2を介して第2壁21cに軸承されている。出力シャフト28には、第1出力ギヤ28a、第2出力ギヤ28bおよび第3出力ギヤ28cがスプライン嵌合等で固定されている。
The
第1出力ギヤ28aは、後述する第1クラッチリング23と噛合するものであり、外周面には第1クラッチリング23と噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。第2出力ギヤ28bは、後述する第2クラッチリング24と噛合するものであり、外周面には第2クラッチリング24と噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。第3出力ギヤ28cは、ディファレンシャル装置14のクラッチリング(図示省略)と噛合するものであり、外周面には、当該クラッチリングと噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。このように、出力シャフト28は、ディファレンシャル装置14を介して、駆動輪Wfl,Wfrに回転連結されている。
The
これにより、車両走行時であって、エンジン11からの駆動力が駆動輪Wfl,Wfrに伝達されていないときには、駆動輪Wfl,Wfrの回転が、ディファレンシャル装置14、第3出力ギヤ28c、出力シャフト28、第1出力ギヤ28aおよび第2出力ギヤ28bを介して、第1クラッチリング23および第2クラッチリング24を強制回転させている。このときの、第1クラッチリング23の回転数Nc1は、第2回転数センサ32によって検出された出力シャフト28の回転数Noに、第1出力ギヤ28aと第1クラッチリング23との間で形成されるギヤ比を乗じて演算される。
Thus, when the vehicle is traveling and the driving force from the
また、第2クラッチリング24の回転数Nc2は、第2回転数センサ32によって検出された出力シャフト28の回転数Noに、第2出力ギヤ28bと第2クラッチリング24との間で形成されるギヤ比を乗じて演算される。
The rotation speed Nc2 of the second
エンジン11の駆動力は、断接可能なクラッチ12が接続状態にされると、入力シャフト22から入力し、出力シャフト28に伝達され、最終的に第3出力ギヤ28c、ディファレンシャル装置14を介して、駆動輪Wfl,Wfrに出力される。
The driving force of the
自動変速装置10は、図2および図3に示すように、クラッチハブ25と、上述した第1クラッチリング23および第2クラッチリング24(いずれも本発明のクラッチリングに該当する)と、スリーブ26と、リニアモータ27c(本発明のリニアアクチュエータに相当する)の作動によって制御を行なう軸動装置27と、ストロークセンサ29と、第1回転数センサ31および第2回転数センサ32と、制御部33(ECU)と、を備えている。
2 and 3, the
クラッチハブ25は、回転軸である入力シャフト22に、軸線回りに一体回転可能にスプライン嵌合等で固定されている。図3に示すように、クラッチハブ25の外周面には、スリーブ26の内周面に形成されているスプライン26aに、入力シャフト22の軸線方向に摺動可能に係合するスプライン25aが形成されている。スプライン25aは、例えば2つの溝25a1が残りの溝より深く形成されている。2つの溝25a1は、後述するスリーブ26の例えば2つの高歯26a1に対応するものである。
The
第1クラッチリング23および第2クラッチリング24は、回転軸である入力シャフト22に遊転(回転)可能に支承されている。第1クラッチリング23および第2クラッチリング24は、クラッチハブ25の両側でクラッチハブ25とそれぞれ隣接して配置されている。そして、第1クラッチリング23の外周面には、出力シャフト28に固定される第1出力ギヤ28aと噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。第2クラッチリング24の外周面には、出力シャフト28に固定される第2出力ギヤ28bと噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。このようにして、第1クラッチリング23および第2クラッチリング24は、出力シャフト28と回転連結されている。
The first
第1クラッチリング23のクラッチハブ25側の側面には、スリーブ26に形成されているスプライン26aに係合する第1ドグクラッチ部23a(本発明のドグクラッチ部に相当する)が形成されている。また、第2クラッチリング24のクラッチハブ25側の側面には、スリーブ26のスプライン26aに係合する第2ドグクラッチ部24a(本発明のドグクラッチ部に相当する)が形成されている。ここで、第1クラッチリング23の第1ドグクラッチ部23aは、第2クラッチリング24の第2ドグクラッチ部24aと同一構成であるため、図3には第1クラッチリング23、クラッチハブ25およびスリーブ26を示して以下詳細に説明する。
A first dog
図3に示すように、第1ドグクラッチ部23aには、リング状の凸部23a1と、凸部23a1の外周において180度隔てて配置された2枚のクラッチ前歯23b1と、凸部23a1の外周において2枚のクラッチ前歯23b1の間に例えば5枚ずつ等角度間隔で配置されたクラッチ後歯23c1とが形成されている。クラッチ前歯23b1およびクラッチ後歯23c1は、凸部23a1の外周に一定幅のクラッチ歯溝23d1を空けて形成されている。
As shown in FIG. 3, the first dog
クラッチ前歯23b1は、高歯26a1と側面同士で当接可能に本実施形態では2枚形成されている。スリーブ26の回転数(速度)と第1クラッチリング23の回転数(速度)との間に差が生じていても、2枚の高歯26a1が2枚のクラッチ前歯23b1の間に入り込み可能となるよう、クラッチ前歯23b1は少歯とされている。そして、クラッチ前歯23b1は、高歯26a1と対応する位置で凸部23a1の前端面23a2とほぼ同一高さに設けられた本発明に係る第一端面23b2から第1ドグクラッチ部23aの後端面Peまで延在して形成されている。
In the present embodiment, two clutch front teeth 23b1 are formed so as to be able to come into contact with the high teeth 26a1 on the side surfaces. Even if there is a difference between the rotational speed (speed) of the
クラッチ後歯23c1は、第一端面23b2と後端面Peとの間に配置された本発明に係る第二端面23c2から後端面Peまで延在して形成されている。このとき、第二端面23c2の軸線方向位置は、図略の記憶部に記憶されている。このため、本実施形態では、後述するようにストロークセンサ29によって軸線方向の位置が把握されるスリーブ26と第二端面23c2との間の相対位置関係は常時把握されている。また、クラッチ後歯23c1の両側面23c3と第二端面23c2との交差部には、テーパ部23c4が設けられている。
The clutch rear teeth 23c1 are formed to extend from the second end surface 23c2 according to the present invention disposed between the first end surface 23b2 and the rear end surface Pe to the rear end surface Pe. At this time, the axial position of the second end face 23c2 is stored in a storage unit (not shown). For this reason, in this embodiment, as will be described later, the relative positional relationship between the
クラッチ前歯23b1の高歯26a1と対向する第一端面23b2は、中央部から第1ドグクラッチ部23aの後端面Pe側に向かって傾斜する傾斜面であり、円周方向両側に形成されている。クラッチ前歯23b1の両傾斜面23b2がクラッチ前歯23b1の両側面23b3と交差する位置Pcは、クラッチ後歯23c1の第二端面23c2より凸部23a1の前端面23a2側となるように形成されている。なお、クラッチ前歯23b1の前端部の先端、すなわち両傾斜面23b2の交差部は、一般的な丸み面取り(R形状)に形成されている。また、クラッチ前歯23b1の第一端面23b2は中央部から両側に向かって傾斜する傾斜面であるとした。しかし、これに限らず、クラッチ後歯23c1の第二端面23c2と平行な面を両傾斜面23b2の間の中央部に有していてもよい。
The first end surface 23b2 facing the high teeth 26a1 of the clutch front teeth 23b1 is an inclined surface that is inclined from the central portion toward the rear end surface Pe side of the first dog
図3に示すように、スリーブ26は、クラッチハブ25と一体回転するとともにクラッチハブ25に対して軸線方向に摺動可能であり、リング状に形成されたものである。前述したように、スリーブ26の内周面には、クラッチハブ25の外周面に形成されているスプライン25aと軸線方向で摺動可能に係合するスプライン26aが形成されている。スプライン26aは、例えば2つの高歯26a1が残りの低歯26b1より歯丈が高く形成されている。高歯26a1および低歯26b1における第1クラッチリング23側の端面26a2、26b2の両端角部は、クラッチ前歯23b1やクラッチ後歯23c1と当接したときに衝撃で破損しないように、一般的な45度面取り(C面取り)が設けられている。また、スリーブ26の外周面には、周方向に沿って外周溝26dが形成されている。外周溝26dには、フォーク27aの先端円弧部が周方向に沿って摺動可能に係合する。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、軸動装置27は、スリーブ26を軸線方向に沿って、設定された押し付け荷重Fで往復動させるものである。そして、軸動装置27は、スリーブ26を第1クラッチリング23または第2クラッチリング24に設定された押し付け荷重Fで付勢しているときに第1クラッチリング23または第2クラッチリング24から反力が加わった場合、スリーブ26がその反力によって移動することを許容するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
軸動装置27は、フォーク27a、フォークシャフト27bおよびリニアモータ27c(リニアアクチュエータに相当する)を含んで構成されている。フォーク27aの先端部は、スリーブ26の外周溝26dの外周形状にあわせて形成されている。フォーク27aの基端部は、フォークシャフト27bに固定されている。フォークシャフト27bは、ケーシング21に軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。すなわち、フォークシャフト27bの一端(図2における左端)が軸受21b3を介して第1壁21bに支承され、フォークシャフト27bの他端(図2における右端)側が軸受21c3を介して第2壁21cに支承されている。フォークシャフト27bの他端部は、リニアモータ27cを貫通して配設されている。
The
軸動装置27が有するリニアモータ27cは、例えば、特開2008−259413号公報に記載されているものが利用可能である。すなわち、リニアモータ27cは、複数のコイルが軸線方向に沿って並設されて円筒状のコアが形成され、その貫通穴を貫通しているフォークシャフト27bに複数のN極磁石とS極磁石を交互に並設することで構成されている。各コイルへの通電を制御することで、設定された押し付け荷重Fでフォークシャフト27bを往復動させることも、任意の位置に位置決め固定させることも可能である。リニアモータ27cは、図2の破線に示すように、制御部33に電気接続され、制御部33からの指令によって作動される。
As the
なお、本実施形態では、軸動装置27の駆動装置としてリニアモータ27cを採用したが、これに限るものではない。例えば、スリーブ26を、設定された押し付け荷重Fで付勢しているとき、第1クラッチリング23または第2クラッチリング24から反力が加わった場合に、スリーブ26がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであればよい。具体的には、ソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。また、回転駆動するモータの動きを直線方向の動きに変換する駆動装置でもよい。
In the present embodiment, the
図2に示すように、ストロークセンサ29は、フォークシャフト27bの近傍に配置され、フォークシャフト27bの移動量、即ちスリーブ26の軸線方向の移動量を検出する。ストロークセンサ29は、制御部33に接続され、検出データを制御部33に送信している(図2破線参照)。ストロークセンサ29の構造は、どのようなものでもよい。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、第1回転数センサ31(本発明に係る回転数センサに相当する)は、入力シャフト22の近傍に配置され、入力シャフト22(回転軸)の回転数Niを検出する。第1回転数センサ31は、制御部33に接続され、検出データを制御部33に送信している(図2破線参照)。第2回転数センサ32(本発明に係る回転数センサに相当する)は、図2に示すように、出力シャフト28の近傍に配置され、出力シャフト28の回転数Noを検出する。第2回転数センサ32は、制御部33に接続され、検出データを制御部33に送信している(図2破線参照)。なお、第1回転数センサ31および第2回転数センサ32はどのような構造のものでもよい。
As shown in FIG. 2, the first rotation speed sensor 31 (corresponding to the rotation speed sensor according to the present invention) is disposed in the vicinity of the
制御部33(ECU)は、軸動装置27が有するリニアモータ27cに指令信号を送信してフォークシャフト27bを設定された押し付け荷重Fで作動させる。これにより、フォークシャフト27bに連結されるフォーク27aを介して、スリーブ26を軸線方向に往復動させ、スリーブ26のスプライン26aと第1ドグクラッチ部23aとの係脱を制御する。
The control unit 33 (ECU) transmits a command signal to the
また、制御部33は、反転判定部33a,増速荷重付与部33b,再移動開始位置検出部33c,進入荷重演算部33dおよび係合制御部33eを備え、各処理を実行する。なお、以降においては、第1クラッチリング23と記載し説明する部分の作用等は、全て第2クラッチリング24にも同様に適用できる。よって、第1クラッチリング23のみについて説明を行ない、第2クラッチリング24についての説明は省略する。
The
反転判定部33aは、軸動装置27によって、第一荷重F1(本発明の前進荷重に相当する)で第1ドグクラッチ部23a側に向かって付勢されているスリーブ26が、第1ドグクラッチ部23a側とは反対方向に反転移動したことを検出する処理部である。
The reversal determination unit 33a is configured such that the
このとき、第一荷重F1(前進荷重)によるスリーブ26の付勢の目的は、スリーブ26の高歯26a1を、第1ドグクラッチ部23aの2つのクラッチ前歯23b1(本発明のクラッチ前歯および隣接クラッチ前歯に相当する)間に突入させることである。なお、このとき、本実施形態では、第1ドグクラッチ部23aの回転数>スリーブ26の回転数であるものとする。
At this time, the purpose of urging the
しかし、実際の制御においては、高歯26a1が2つのクラッチ前歯23b1間にスムーズに押し入ることができない場合がある。具体的には、図6(b)示すように、例えば、スリーブ26の高歯26a1の角部Aとクラッチ前歯23b1の第一端面23b2(傾斜面)とが衝突してしまう場合がある。このときには、図6(c)に示すように、スリーブ26が第1ドグクラッチ部23a側とは反対方向に弾かれ移動してしまう虞がある。なお、図6は、図6(a)から図6(h)に向かって、スリーブ26が第1ドグクラッチ部23aに係合するまでの間における、スリーブ26および第1ドグクラッチ部23aの相対位置関係を説明する展開図である。
However, in actual control, the high teeth 26a1 may not be able to be pushed in smoothly between the two clutch front teeth 23b1. Specifically, as shown in FIG. 6B, for example, the corner A of the high tooth 26a1 of the
反転判定部33aは、このようなスリーブ26の反転動作を検出することを目的としている。なお、図6で破線矢印はスリーブ26の移動方向を示し、実線矢印は、第一荷重F1の付勢方向を示している。また、このとき、スリーブ26の第1ドグクラッチ部23a側の反対方向への移動は、ストロークセンサ29の検出値を監視することにより行なう。また、上記において、第一荷重F1は事前に設定された値である。第一荷重F1は高歯26a1がクラッチ前歯23b1間に押し入ることが可能であり、かつ、高歯26a1と第一端面23b2とが衝突したときに、大きな衝撃を受けていずれかが破損したり、大きく弾かれ過ぎたりしないような値が設定されている。
The inversion determination unit 33a is intended to detect such an inversion operation of the
増速荷重付与部33bは、反転判定部33aによってスリーブ26の反転移動が検出された場合に、第一荷重F1を、設定された第二荷重F2(本発明の増速荷重に相当する)増加させる処理部である。このように、第一荷重F1を第二荷重F2(増速荷重)に増加させることによって、スリーブ26の反転移動を短時間で終了させ、再び、第1ドグクラッチ部23a方向への移動に転じさせるものである。このとき、第二荷重F2は、軸動装置27がスリーブ26を移動させることが可能な最大荷重Fmaxに設定しても良い。また、事前の実験に基づき、好適な押し付け荷重Fを設定しても良く、設定値は任意である。
The accelerating load applying unit 33b increases the first load F1 by a set second load F2 (corresponding to the accelerating load of the present invention) when the inversion movement of the
再移動開始位置検出部33cは、第二荷重F2によってスリーブ26の反転移動が減衰し、やがて、再度、スリーブ26が第1ドグクラッチ部23a側への移動を開始する再移動開始位置P1を検出するものである。再移動開始位置P1は、スリーブ26の高歯26a1と、クラッチ後歯23c1の第二端面23c2との間の距離とすればよい(図6(e)のP1参照)。再移動開始位置P1の検出は、ストロークセンサ29の検出値を監視して行なう。このとき、ストロークStを監視し、ストロークStが反転した位置を実際に検出しても良いし、スリーブ26の速度を演算し、速度の微分値が0となる位置を検出してもよい。
The re-movement start position detection unit 33c detects a re-movement start position P1 at which the reverse movement of the
進入荷重演算部33dは、再移動開始位置P1,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数,および第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26の相対位置P2に応じて、スリーブ26の高歯26a1が、衝突したクラッチ前歯23b1と当該クラッチ前歯23b1と周方向で隣接する隣接クラッチ前歯23b1との間に突入可能な第三荷重F3(本発明の進入荷重に相当する)を演算する処理部である。ただし、本実施形態においては、高歯26a1を衝突したクラッチ前歯23b1と当該クラッチ前歯23b1と周方向で隣接する隣接クラッチ前歯23b1との間に突入させるだけではない。
Depending on the re-starting position P1, the rotational speeds of the first dog
つまり、高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2が、隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前で隣接するクラッチ後歯23c1の第二端面23c2と当接可能なように第三荷重F3(進入荷重)が演算される。なお、以降において、このように高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2が隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前のクラッチ後歯23c1の第二端面23c2と当接する状態を第二端面当接状態と称す場合がある。本実施形態においては、図7に示す高歯26a1の破線と実線の間の状態を第二端面当接状態というものとする。これにより、スリーブ26の高歯26a1の突入位置を隣接クラッチ前歯23b1の近傍とすることができる。なお、図7は図6から一部抜粋した図である。
That is, the third load F3 (entry load) is set so that the first dog clutch portion side end surface 26a2 of the high teeth 26a1 can come into contact with the second end surface 23c2 of the adjacent clutch rear teeth 23c1 in front of the adjacent clutch front teeth 23b1. ) Is calculated. Hereinafter, the state in which the first dog clutch portion side end surface 26a2 of the high teeth 26a1 is in contact with the second end surface 23c2 of the clutch rear teeth 23c1 in the circumferential direction front side of the adjacent clutch front teeth 23b1 will be described below. May be called. In the present embodiment, the state between the broken line and the solid line of the high teeth 26a1 shown in FIG. 7 is referred to as a second end face contact state. Thereby, the entry position of the high teeth 26a1 of the
第三荷重F3の演算は、再移動開始位置P1と,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数と、第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26の相対位置P2とに応じて演算する。
The third load F3 is calculated according to the re-movement start position P1, the rotational speeds of the first dog
再移動開始位置P1は、高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2と第二端面23c2との間の距離である(図6(e)参照)。第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26との相対位置P2は、一例として高歯26a1が衝突したクラッチ前歯23b1とスリーブ26との間の距離である(図6(e)参照)。実際には、スリーブ26の高歯26a1がクラッチ前歯23b1と衝突したときからの経過時間と、第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数とに基づき演算すればよい。つまり、衝突のため高歯26a1およびクラッチ前歯23b1の位相がほぼ一致した位置を起点として、所定の経過時間だけ経過したときのスリーブ26および第1ドグクラッチ部23aのそれぞれの位置を演算して求めればよい。
The re-movement start position P1 is a distance between the first dog clutch portion side end surface 26a2 and the second end surface 23c2 of the high teeth 26a1 (see FIG. 6E). The relative position P2 between the first dog
そして、上記、再移動開始位置P1と,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数と、第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26の相対位置P2とに基づいて、スリーブ26の高歯26a1が、第二端面23c2と当接して第二端面当接状態を実現させるのに必要なスリーブ26の軸線方向の移動速度(加速度)を演算する。つまり、運動方程式F=maにおいて、必要加速度aを求める。このとき、mは、スリーブ26を含む軸動装置27によって移動される全ての部材の質量である。これらをF=maに代入することにより、Fである第三荷重F3を求めることができる。なお、このような演算は周知であるので、詳細な説明は省略する。
Based on the re-movement start position P1, the rotational speeds of the first dog
なお、上記において、第三荷重F3を演算した結果、このまま、第2荷重F2で付勢し続けても、高歯26a1が第二端面当接状態となることが可能であることがわかれば、第2荷重F2で引き続き付勢を続行すればよい。つまり、このとき、第2荷重F2は本発明の進入荷重に相当することになる。 As a result of calculating the third load F3 in the above, if it is understood that the high teeth 26a1 can be in the second end face contact state even if the second load F2 is continuously urged as it is, The energization may be continued with the second load F2. That is, at this time, the second load F2 corresponds to the approach load of the present invention.
係合制御部33eは、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとを係合させるため、進入荷重演算部33dで演算された進入荷重(第三荷重F3)および所定の係合荷重(例えば第一荷重F1)によってスリーブ26を付勢する処理部である。つまり、係合制御部33eは、第三荷重F3(進入荷重)の付勢によって、クラッチ前歯23b1と隣接クラッチ前歯23b1との間に高歯26a1を押し入れる。その後、引き続き、第三荷重F3(進入荷重)の付勢によって、高歯26a1を第二端面当接状態とする。
The engagement control unit 33e engages the
その後、係合制御部33eは、高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2が第二端面23c2上を滑り、高歯26a1の側面26a3と隣接クラッチ前歯23b1の側面23b3とが当接するまで待機する。高歯26a1の側面26a3と隣接クラッチ前歯23b1の側面23b3とが当接すると、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとは同期回転される。その後、例えば、第一荷重F1(係合荷重)での付勢によって、スリーブ26を第1ドグクラッチ部23a側に押込み、高歯26a1と第1ドグクラッチ部23aのクラッチ歯溝23d1とを係合させる。なお、係合荷重は第一荷重F1には限らない。スリーブ26を駆動するリニアモータ27cの消費電力や発熱等を考慮して、好適な押し付け荷重Fを設定すればよい。
Thereafter, the engagement control unit 33e waits until the first dog clutch portion side end surface 26a2 of the high teeth 26a1 slides on the second end surface 23c2, and the side surface 26a3 of the high teeth 26a1 and the side surface 23b3 of the adjacent clutch front teeth 23b1 come into contact. . When the side surface 26a3 of the high tooth 26a1 and the side surface 23b3 of the adjacent clutch front tooth 23b1 come into contact with each other, the
次に、作動について図4のフローチャート,図5のタイムチャートおよび図6のスリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとの相対位置関係説明図に基づいて説明する。なお、図5のタイムチャートは、横軸に時間t、縦軸にスリーブ26のストロークStおよび押し付け荷重Fを同時に記載してある。図5のグラフ中において、時間t−ストロークStグラフは破線で記載し、時間t−押し付け荷重Fグラフは実線で記載してある。
Next, the operation will be described based on the flowchart of FIG. 4, the time chart of FIG. 5, and the relative positional relationship explanatory diagram of the
また、図6の相対位置関係説明図は、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aの時間経過に対する相対位置関係および作動状態の変化が判るよう記載されている。図6において、時間は図6(a)〜図6(h)の順に経過していくものとする。また図6においては、第1ドグクラッチ部23aの回転数がスリーブ26の回転数よりも大きい場合を想定して記載している。さらに、前述したように、図6では破線矢印はスリーブ26の移動方向を示し、実線矢印は、各荷重F1〜F3の付勢方向を示している。
Further, the relative positional relationship explanatory diagram of FIG. 6 is described so that the relative positional relationship and the change of the operation state of the
今回の作動の説明における変速の前提としては、始めに第2クラッチリング24および第2出力ギヤ28bによって形成されていたギヤ段から、第1クラッチリング23と第1出力ギヤ28aとによって形成される増速側のギヤ段に切替える場合であるものとする。
As a premise of the shift in the description of the operation this time, it is formed by the first
まず、制御部33は、ギヤ段の切替えのため、クラッチ12を遮断する。次に、制御部33は、軸動装置27を作動させ、フォークシャフト27bを、軸線方向で第1クラッチリング23側に作動させる。これによって、第2クラッチリング24と第2出力ギヤ28bとによって形成されていたギヤ段が切断される。
First, the
次に制御部33は、フローチャートに示すステップS10で軸動装置27を作動させる。これにより、第1荷重F1(前進荷重)によって、フォークシャフト27bおよびフォーク27aに連結されるスリーブ26の第1クラッチリング23側への付勢が開始される(図5の時間t1,図5の押し付け荷重B(F1)および図6(a)参照)。
Next, the
ステップS12(反転判定部33aの処理部)では、例えば、図6(b)に一例として示すように、スリーブ26の高歯26a1の角部Aとクラッチ前歯23b1の一方の第一端面23b2(傾斜面)とが衝突し、スリーブ26が第1ドグクラッチ部23a側とは反対方向に弾かれたか否かを判定する。このように、スリーブ26が衝突すると、スリーブ26は、第1ドグクラッチ部23a側とは反対方向に弾かれ移動してしまう場合がある。
In step S12 (processing portion of the reversal determination unit 33a), for example, as shown in FIG. 6B as an example, the corner A of the high tooth 26a1 of the
このような状態を判定するため、ステップS12では、スリーブ26が、第一端面23b2の範囲Yに到達した後に、範囲Yよりクラッチハブ25側に移動したことをストロークセンサ29のストロークStを取得し判定する。なお、ここでいう、第一端面23b2の範囲Yとは、スリーブ26のストローク方向において、傾斜面である第一端面23b2の前端から傾斜面の終端であるPcまでの間の距離をいう。そして、クラッチハブ25側に向かって弾かれたと判定されれば、ステップS14に移動する。弾かれていないと判定されれば、係合制御部33eによって、スリーブ26の係合制御を行なうため、ステップS28に移動する。
In order to determine such a state, in step S12, the stroke St of the
なお、図5においては、時間t2におけるストロークSt1の位置で高歯26a1と第一端面23b2とが衝突している。その後、スリーブ26が第1荷重F1(図5、B参照)によって付勢されながら時間t3におけるストロークSt2まで第1ドグクラッチ部23aとは反対方向に弾かれ移動している。また、図6においては、図6(c)が、当該弾かれた状態を示している。
In FIG. 5, the high teeth 26a1 and the first end face 23b2 collide at the position of the stroke St1 at time t2. Thereafter, the
ステップS14(増速荷重付与部33bの処理部)では、第一荷重F1(前進荷重)を、設定された第二荷重F2(増速荷重)に増加させる(図5の時間t3の直後,図5の押し付け荷重Cおよび図6(d)参照)。これにより、スリーブ26の反転移動を短時間で終了させ、再び、第1ドグクラッチ部23a方向への移動に転じさせることができる。このとき、第二荷重F2は、軸動装置27がスリーブ26を移動させることが可能な最大荷重Fmaxとしても良い。また、事前の実験に基づき、好適な押し付け荷重Fを設定しても良くこの値は任意である。
In step S14 (processing portion of the acceleration load application unit 33b), the first load F1 (forward load) is increased to the set second load F2 (acceleration load) (immediately after time t3 in FIG. 5) and the pressing load C of FIG. 6 and FIG. 6 (d)). As a result, the reverse movement of the
ステップS16(再移動開始位置検出部33cの処理部)では、第二荷重F2によってスリーブ26の反転移動が減衰し、スリーブ26が再度、第1ドグクラッチ部23a側への移動を開始したことを確認する(図5の時間t4におけるストロークSt3(移動の始点),図5の押し付け荷重C(F2)および図6(e)参照)。その方法は前述した通り、スリーブ26のストロークStを監視し、ストロークStが反転した位置を実際に検出しても良い。また、スリーブ26の速度を演算し、速度を微分した値が0となる位置を検出してもよい。
In step S16 (the processing unit of the re-movement start position detection unit 33c), it is confirmed that the reverse movement of the
また、ステップS16では、スリーブ26が再度、第1ドグクラッチ部23a側への移動を開始した再移動開始位置P1を推定する。再移動開始位置P1は、スリーブ26とクラッチ後歯23c1の第二端面23c2との間の距離である。
In step S16, the re-movement start position P1 at which the
ステップS18では、第二荷重F2によって付勢されたスリーブ26が、このまま第二荷重F2で付勢され続けた場合の挙動を演算する。つまり、スリーブ26が、衝突したクラッチ前歯23b1と隣接クラッチ前歯23b1との間にどのように接近していくかの演算を行なう。演算は、上記で説明した通り、再移動開始位置P1,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数、および第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26の相対位置に基づいて行なう。
In step S18, the behavior when the
ステップS20(進入荷重演算部33dの処理部)では、ステップS18で演算した結果に基づき、スリーブ26の高歯26a1が第二端面当接状態となるか否かの判定を行なう。高歯26a1が第二端面当接状態となるのであれば、ステップS22(係合制御部33eの処理部)に進み、押し付け荷重Fの変更は行なわず第二荷重F2での付勢を維持する。なお、このとき、第二荷重F2は、高歯26a1が第二端面当接状態となることを可能とする荷重であるので、本発明に係る進入荷重であるといってもよい。
In step S20 (a processing unit of the approach load calculation unit 33d), it is determined whether or not the high teeth 26a1 of the
そして、ステップS28(係合制御部33eの処理部)で、スリーブ26の高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2と、隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前で隣接するクラッチ後歯23c1の第二端面23c2とを当接させる(図5の時間t5におけるストロークSt4,図5の押し付け荷重D’および図6(g)の破線参照)。
In step S28 (processing portion of the engagement control unit 33e), the first dog clutch portion side end surface 26a2 of the high teeth 26a1 of the
ステップS30で、高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2が第二端面23c2上を滑らせ、高歯26a1の側面26a3と隣接クラッチ前歯23b1の側面23b3とを当接させる(図5の時間t5〜t6、ストロークSt4、図5の押し付け荷重E(例えばF1)および図6(g)参照)。高歯26a1の側面26a3と隣接クラッチ前歯23b1の側面23b3とが当接すると、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとは同期回転される(図5の時間t6、ストロークSt4,図5の押し付け荷重Eおよび図6(g)参照)。
In step S30, the first dog clutch portion side end face 26a2 of the high teeth 26a1 slides on the second end face 23c2, and the side face 26a3 of the high teeth 26a1 and the side face 23b3 of the adjacent clutch front teeth 23b1 are brought into contact (time t5 in FIG. 5). To t6, stroke St4, pressing load E (for example, F1) in FIG. 5 and FIG. 6 (g)). When the side surface 26a3 of the high tooth 26a1 and the side surface 23b3 of the adjacent clutch front tooth 23b1 come into contact with each other, the
そして、ステップS32で、第一荷重F1(係合荷重)での付勢によって、スリーブ26を第1ドグクラッチ部23a側に押込み、高歯26a1と第1ドグクラッチ部23aのクラッチ歯溝23d1とを係合させる(図5の時間t6以降におけるストロークSt5,時間t7におけるストロークSt6、図5の押し付け荷重Eおよび図6(g),図6(h)参照)。なお、このとき、本実施形態では、高歯26a1を第2端面23c2より奥側に付勢する際、図5に示すように、押し付け荷重Fを第一荷重F1に減少させる態様とした。しかし、この態様に限らず、押し付け荷重Fを、第二荷重F2のままとしてもよい(図5の荷重D’参照)。そして、ステップS34で、押しつけ力Fを0とし、制御を終了させる(図5の押し付け荷重G参照)。
In step S32, the
しかし、ステップS20で、ステップS18で演算した結果が、スリーブ26の高歯26a1が第二端面当接状態ではないと判定されれば、ステップS24(進入荷重演算部33dの処理部)に進み、上述した方法によって第三荷重F3(進入荷重)を演算する。このとき、スリーブ26の位置は、スリーブ26の高歯26a1が、隣接クラッチ前歯23b1に隣接するクラッチ後歯23c1に当接する位置よりも円周方向手前側の位置にあるはずである。これにより、スリーブ26を第二荷重F2で押込むときよりゆっくり押込みたいので、第三荷重F3は第二荷重F2より小さな値となる。
However, if it is determined in step S20 that the result calculated in step S18 is that the high teeth 26a1 of the
そして、ステップS26(係合制御部33eの処理部)において、ステップS24で演算された第三荷重F3によってスリーブ26を付勢する。これにより、この後、ステップS28〜ステップS34で、上記と同様の動作がなされ、高歯26a1と第1ドグクラッチ部23aのクラッチ歯溝23d1とが係合される。なお、このとき、高歯26a1を第2端面23c2より奥側に付勢する際、図5に示すように、押し付け荷重Fを第一荷重F1(図5の荷重E)に減少させる態様とした。しかし、この態様に限らず、押し付け荷重Fを、第三荷重F3のままとしてもよい(図5の荷重D”参照)。
In step S26 (the processing unit of the engagement control unit 33e), the
上述の説明から明らかなように、上記実施形態によれば、自動変速装置は、第一荷重F1(前進荷重)で付勢されるスリーブ26の高歯26a1が、クラッチ前歯23b1の第一端面23b2と衝突して弾かれクラッチ前歯23b1から離間しても、第一荷重F1より大きな第二荷重F2(増速荷重)によって第1ドグクラッチ部23a側に向かってすぐに反転することができる。その後、反転したときの再移動開始位置P1,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数等に応じて演算した進入荷重である第三荷重F3(第二荷重F2を含む)によってスリーブ26を付勢することにより、高歯26a1をクラッチ前歯23b1間に突入させ、スプライン26aの歯溝26c1とクラッチ後歯23c1とを短時間で噛合させることができる。
As is apparent from the above description, according to the above-described embodiment, the automatic transmission includes the first end face 23b2 of the clutch front tooth 23b1 in which the high teeth 26a1 of the
また、上記実施形態によれば、第三荷重F3が、スリーブ26の高歯26a1の第1ドグクラッチ部側端面26a2と、隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前で隣接するクラッチ後歯23c1の第二端面23c2とが当接するよう演算される。これにより、スリーブ26の高歯26a1は、短時間で隣接クラッチ前歯23b1が隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前で隣接するクラッチ後歯23c1と当接した後、迅速に周方向に相対移動して隣接クラッチ前歯23b1と当接できる。その後、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとが同期された後、スリーブ26が前進することによって、スリーブ26と第1ドグクラッチ部23aとの係合完了を短時間で実現できる。
Further, according to the above embodiment, the third load F3 is the second dog clutch tooth 23c1 adjacent to the first dog clutch portion side end surface 26a2 of the high tooth 26a1 of the
また、上記実施形態によれば、リニアアクチュエータはリニアモータ27cであるので、高速での作動が可能である。これにより、スリーブ26の高歯26a1が、クラッチ前歯23b1に衝突した後、衝突したクラッチ前歯23b1と隣接する隣接クラッチ前歯23b1に到達するまでの間に短時間で高歯26a1を突入させる本発明を実現させるのに適している。
Moreover, according to the said embodiment, since the linear actuator is the
なお、上記実施形態においては、スリーブ26の高歯26a1が隣接クラッチ前歯23b1の円周方向手前のクラッチ後歯23c1の第二端面23c2と第二端面当接状態となるよう押し付け荷重F3が演算された。しかし、この態様に限らず、第二端面当接状態よりも手前の範囲にスリーブ26の高歯26a1を押し入れても良い。この場合には、スリーブ26とクラッチ後歯23c1との係合パターンは上記の態様のみには限らない。例えば、クラッチ前歯23b1と隣接クラッチ前歯23b1との間に高歯26a1を突入させたときに、高歯26a1がクラッチ後歯23c1の第2端面23c2と当接せずに、即座にスリーブ26とクラッチ後歯23c1とが係合する場合が考えられる。また、高歯26a1がいずれかのクラッチ後歯23c1の第2端面23c2と当接した場合でも、高歯26a1の側面26a3と隣接クラッチ前歯23b1の側面23b3とが当接する以前に、スリーブ26とクラッチ後歯23c1とが係合する場合も考えられる。本発明では、このような様々な係合のパターンも含むものである。
In the above embodiment, the pressing load F3 is calculated so that the high teeth 26a1 of the
また、上記実施形態においては、制御部33が増速荷重付与部33bを備えている。しかし、この態様に限らず、増速荷重付与部33bを備えていなくてもよい。これにより、反転判定部33aによってスリーブ26の反転移動が検出された場合にも、第一荷重F1を、そのまま付与し続けることになる。しかし、これによってもスリーブ26の反転移動を行なうことができ、相応の効果は得られる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、第1クラッチリング23の第1ドグクラッチ部23aには、円周方向に180度離間した2枚のクラッチ前歯23b1と、凸部23a1の外周において2枚のクラッチ前歯23b1の間に5枚ずつ等角度間隔で配置されたクラッチ後歯23c1とが形成されていた。しかし、この態様に限らず、クラッチ前歯23b1を円周方向に120度ずつ離間して3枚設けてもよい。このとき、各クラッチ前歯23b1間に配置されるクラッチ後歯23c1を等角度間隔で2枚〜4枚の範囲で設けてもよい。また、スリーブ26の高歯26a1もクラッチ前歯23b1と同様に同枚数設けてもよいし、1枚だけ設けるようにしてもよい。これらによっても同様の効果が期待できる。
In the above-described embodiment, the first dog
また、上記実施形態においては、第三荷重F3を演算する際、第1ドグクラッチ部23aとスリーブ26の相対位置P2を、スリーブ26の高歯26a1がクラッチ前歯23b1と衝突したときからの経過時間と,第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26の各回転数とに基づき演算した。しかしこの態様に限らず、第1ドグクラッチ部23aおよびスリーブ26が回転方向においてそれぞれ絶対位置情報を有していれば、その情報を利用してもよい。これによっても同様の効果が得られる。
Further, in the above embodiment, when calculating the third load F3, the relative position P2 between the first dog
また、上記実施形態においては、入力シャフト22(回転軸)に、スリーブ26を固定するとともに第1クラッチリング23を遊転可能に支承し、出力シャフト28と第1クラッチリング23とを回転連結した。しかし、この態様に限らず、出力シャフト28を回転軸とし、出力シャフト28にスリーブ26を固定するとともに第1クラッチリング23を遊転可能に支承し、入力シャフト22と第1クラッチリング23とを回転連結するようにしてもよい。これによっても、本実施形態と同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、作動の説明において、スリーブ26の回転数よりも、第1ドグクラッチ部23aの回転数の方が大きいとした。しかし、この態様に限らず、スリーブ26の回転数よりも、第1ドグクラッチ部23aの回転数の方が小さくても良い。このような場合にも、本発明では、同様の効果が得られる。
In the above embodiment, in the description of the operation, it is assumed that the rotational speed of the first dog
また、自動変速機は上記実施形態において説明した態様のものには限らない。例えば2つのクラッチを備えるDCT(デュアル クラッチ トランスミッション)にも適用できる。DCTについては、例えば、入力軸、出力軸、および2本のカウンタシャフトを有したものが一般的に知られているが、例えば、2本のカウンタシャフト(副軸)を回転軸として本発明を適用すればよい。これによっても、同様の効果が得られる。 Further, the automatic transmission is not limited to the aspect described in the above embodiment. For example, the present invention can be applied to a DCT (dual clutch transmission) having two clutches. As for DCT, for example, one having an input shaft, an output shaft, and two counter shafts is generally known. For example, the present invention uses two counter shafts (secondary shafts) as rotation axes. Apply. This also provides the same effect.
10・・・自動変速装置、11・・・エンジン、12・・・クラッチ、13・・・自動変速機、22・・・回転軸(入力シャフト)、23・・・クラッチリング(第1クラッチリング)、23a・・・ドグクラッチ部(第1ドグクラッチ部)、23b1・・・クラッチ前歯、23c1・・・クラッチ後歯、23c2・・・第一端面、24・・・クラッチリング(第2クラッチリング)、25・・・クラッチハブ、26・・・スリーブ、26a・・・スプライン、26a1・・・高歯、26b1・・・低歯、27・・・軸動装置、27a・・・フォーク、27b・・・フォークシャフト、27c・・・クラッチアクチュエータ(リニアモータ)、28・・・出力シャフト、Pe・・・後端面、29・・・ストロークセンサ、31・・・第1回転数センサ、32・・・第2回転数センサ、33・・・制御部、33a・・・反転判定部、33b・・・増速荷重付与部、33c・・・再移動開始位置検出部、33d・・・進入荷重演算部、33e・・・係合制御部、Wfl・・・駆動輪(左)、Wfr・・・駆動輪(右)、P1・・・再移動開始位置、P2・・・相対位置、St・・・ストローク、F1・・・第一荷重、F2・・・第二荷重、F3・・・第三荷重。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転軸に遊転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリングと、
前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定され、外周面にハブスプラインが形成されたクラッチハブと、
高歯の歯丈が、残りの低歯の歯丈より高くなるよう内周面にスプラインが形成され、当該スプラインが前記クラッチハブのハブスプラインと前記軸線方向に移動可能に噛合されたスリーブと、
リニアアクチュエータの作動によって前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置と、
前記スリーブの移動量を検出するストロークセンサと、
前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成された前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部と、
前記スリーブおよびドグクラッチ部の回転数を検出する各回転数センサと、
前記軸動装置を作動させ前記スプラインと前記ドグクラッチ部との係脱を制御する制御部と、を備え、
前記ドグクラッチ部は、前記高歯と対応する位置で、第一端面から後端面まで延在して形成され外径が前記高歯の内径より大きく前記低歯の内径より小さい前記高歯と当接可能なクラッチ前歯と、前記第一端面と前記後端面との間に配置された第二端面から前記後端面まで延在して形成され前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯と、を有し、
前記制御部は、
前記軸動装置が、前記スリーブを前進荷重で前記ドグクラッチ部側へ付勢したとき、前記高歯の前記ドグクラッチ部側端面と前記クラッチ前歯の前記第一端面とが衝突し前記スリーブが前記ドグクラッチ部側とは反対方向に反転移動したことを検出する反転判定部と、
前記前進荷重によって前記スリーブが再度、前記ドグクラッチ部側への移動を開始する再移動開始位置を検出する再移動開始位置検出部と、
前記再移動開始位置,前記ドグクラッチ部および前記スリーブの前記各回転数,および前記スリーブと前記ドグクラッチ部との周方向における相対位置に応じて、前記スリーブの高歯が、前記衝突したクラッチ前歯と、当該クラッチ前歯と周方向で隣接する隣接クラッチ前歯との間に突入可能な進入荷重を演算する進入荷重演算部と、
前記進入荷重によって前記スリーブを付勢し、前記クラッチ前歯と前記隣接クラッチ前歯との間に前記高歯を突入させたのち、係合荷重によって前記スプラインの歯溝と前記クラッチ後歯とを噛合させる係合制御部と、
を備える車両用自動変速機の自動変速装置。 A rotary shaft that is rotatably coupled to one of the input shaft and output shaft of the automatic transmission,
A clutch ring that is rotatably supported on the rotating shaft and is rotationally connected to the other of the input shaft and the output shaft;
A clutch hub fixed to the rotating shaft adjacent to the clutch ring and having a hub spline formed on the outer peripheral surface;
A spline is formed on the inner peripheral surface so that the tooth height of the high teeth is higher than the tooth height of the remaining low teeth, and the sleeve is meshed with the hub spline of the clutch hub so as to be movable in the axial direction.
An axial movement device for moving the sleeve in the axial direction by operation of a linear actuator;
A stroke sensor for detecting the amount of movement of the sleeve;
A dog clutch portion that protrudes toward the sleeve of the clutch ring and engages and disengages with the spline formed on the sleeve according to the axial movement of the sleeve;
Respective rotation speed sensors for detecting the rotation speeds of the sleeve and the dog clutch section;
A control unit that operates the axial movement device to control engagement / disengagement between the spline and the dog clutch unit;
The dog clutch portion is formed to extend from the first end surface to the rear end surface at a position corresponding to the high teeth, and has an outer diameter larger than an inner diameter of the high teeth and smaller than an inner diameter of the low teeth. A possible clutch front tooth, and a clutch rear tooth that extends from the second end surface disposed between the first end surface and the rear end surface to the rear end surface and can mesh with the tooth groove of the spline. Have
The controller is
When the axial movement device urges the sleeve toward the dog clutch portion side with a forward load, the dog clutch portion side end surface of the high tooth collides with the first end surface of the clutch front tooth, and the sleeve is engaged with the dog clutch portion. A reversal determination unit for detecting that the reversal movement is in the opposite direction to the side,
A re-movement start position detection unit that detects a re-movement start position at which the sleeve starts to move toward the dog clutch unit again by the forward load;
According to the re-starting position, the respective rotation speeds of the dog clutch portion and the sleeve, and the relative position in the circumferential direction of the sleeve and the dog clutch portion, the high teeth of the sleeve, An ingress load calculating unit for calculating an ingress load that can enter between the clutch front teeth and the adjacent clutch front teeth adjacent in the circumferential direction;
The sleeve is biased by the approach load, and the high teeth are inserted between the clutch front teeth and the adjacent clutch front teeth, and then the spline tooth groove and the clutch rear teeth are engaged by the engagement load. An engagement control unit;
An automatic transmission for a vehicle automatic transmission comprising:
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